科学家从丹麦森林的空气中提取动物DNA

这是一个初秋的早晨。哥本哈根大学环球研究所的三名研究人员携带装有DNA空气采样器的塑料盒冒险进入丹麦森林。研究人员戴着乳胶手套和口罩，将采样器绑在树干上并安装空气过滤器。然后他们打开电源。微弱的嗡嗡声表明正在收集空气中的颗粒。

接下来的三天里，研究人员多次返回森林更换空气过滤器。

“更换空气过滤器后，在森林里呆的短时间内，我们看到的动物相对较少。有一天，我们看到了一只松鼠、啄木鸟的声音、一只雉鸡的叫声和一只白尾鹰在我们头顶上飞翔，”博士后克里斯蒂娜说林加德。

研究人员在森林中没有注意到的事情，是在对过滤器上收集的空气中的DNA颗粒进行测序时看到的。研究人员在足球场大小的森林区域进行了短短三天的“吸尘”工作，发现了64种动物的DNA痕迹。其中一些是家畜，如牛、猪、羊、鸡和狗，以及外来宠物，如长尾小鹦鹉和孔雀。但除此之外，研究人员还记录了大约50种陆生野生动物。

野生动物涵盖了大大小小的动物以及不同生活方式的动物——马鹿、狍子、欧亚獾、白尾鹰、红狐、不同种类的田鼠、知更鸟、欧亚红松鼠、蟾蜍、光滑蝾螈、大凤头蝾螈、鹤、大斑啄木鸟、五子雀、灰鹭、沼泽山雀、山雀等。

在很短的时间内，研究人员就发现了该地区及其周边地区先前记录的近四分之一的陆地动物。

“这绝对是疯狂的。尽管我们努力优化该方法，但我们不敢指望有这么好的结果。我们没想到我们在自然界的第一次尝试会取得如此成功，”副教授克里斯汀·博曼(KristineBohmann)说。

我们周围空气中的动物DNA

研究人员从空气中提取的DNA就是所谓的环境DNA。

“动物一直将DNA分泌到周围环境中。它可能以毛发、羽毛和皮肤细胞碎片的形式存在。如果它们在空气中传播，我们可以对它们进行真空吸尘，并使用DNA分析来找出它们来自哪些动物，“克里斯蒂娜·林加德说。

新的结果是继去年研究人员进行的突破性研究之后得出的，他们表明可以从动物园的空气中提取动物DNA。他们用它来绘制哥本哈根动物园中许多动物的存在地图。

“动物园和自然之间有很大的区别，”克里斯汀·博曼说。“在动物园中，动物在相对较小的区域中大量存在，而在自然界中，它们的集中度要低得多。因此，我们不确定我们能否使该方法在自然界中发挥作用。这就是我们必须解决的问题如果我们想用它来监测生物多样性，就让它发挥作用。”

一个有价值的工具

“我们正处于生物多样性危机中，需要工具来了解生态系统如何因人类影响而发生变化，指导管理策略并评估动物与人类接触的地区疾病传播的风险，”克里斯蒂娜·林加德说。

研究人员通过吸尘器在自然界中获得的第一个结果表明，空气中的环境DNA可以成为绘制野生动物存在地图的有效方法。

“与所有新方法一样，我们还有很多工作要做。但这项研究让我们充满希望。它展示了一种无需看到或打扰动物即可绘制动物存在地图的灵敏方法，”克里斯汀·博曼说。

在这项研究中，研究人员使用了极少量的空气中环境DNA。由于这是第一项证明使用空气过滤来检测多种野生动物存在的研究，因此研究人员不遗余力地验证研究结果。

“当我们第一次检测到孔雀的DNA时，我们担心这可能是一个错误。因此，我四处打电话，询问住在采集点附近的人是否了解该地区的孔雀。幸运的是，他们说他们有时会了解孔雀的情况。”他们散步时遇到了一只孔雀，”KristineBohmann说道，她通过这种方式验证了这个有些不寻常的DNA发现。